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TRAFORO DELLE ALPI COZIE

ATTACCO DELLA PICCOLA GALLERIA

ARMAMENTO E RIVESTIMENTO DELLA GALLERIA DEFil\TITIVA --1>~<1~--

DISSERTAZIONE E TESI presentate alla Commissione esaminatrice

DA

GRATTAROLA GIUSEPPE DA VERCELLI

ALLIEVO DEL R.° COLLEGIO DELLE PROVINCIE

per ottenere il diploma

DI

INGEGNERE LAUREATO

alla Regia Scuola d'Applicazione in Torino

~868

TORINO

TIPOGRAFIA CERESOLE E PANIZZA.

AI CARI MIEI GENITORI

E

A MIO FRATELLO

IN SEGNO D'AFFETTO E RICONOSCENZA.

Nota. - Essendo questo mio breve lavoro parte di un altro maggiore, frutto degli studi e cure di me e di altri dieci miei compagni (Gautero, Fettarappa, Fautrier, Ferraris, Favaro, Campanella, Cravesana, Rigorini, Riccardi, Garavoglia), non faccia maraviglia se non darà un completo ragguaglio di quella gn~ndiosa opera dell'umano ardire, chè troppo grande peso mi riuscirebbe e per le deboli forze, e pel breve tempo che mi è concesso. - Alle tesi di quei miei compagni invito ricorrere ehi

voglia avere un'opera completa.

RELAZIONE

della Tisi1a fa1i1a al Traforo delle Alpi Cozie

eome esercitazione

di Jiaeehine a "Vapore e Ferro"Vie

ATTACCO DELLA PICCOLA GALLERIA

ARMAMENTO E RIVESTIMENTO DELLA GALLERIA DEFINI~IVA

ATTACCO DELLA PICCOLA GALLERIA,

ARMAMENTO E RNESTIMENTO DELLA GALLERIA DEFINITIVA

Della relazione della visita fatta nel presente anno dagli allievi di macchine a vapore e ferrovie al traforo delle Alpi Cozie venne a me affidata quella parte che riguarda l'avanza­mento in piccola galleria, l'armamento e il rivestimento della galleria definitiva. Ho fatto del mio meglio per soddisfare al còmpito che mi sono assunto dietro invito fattomi dal nostro egregio Professore di macchine a vapore e ferrovie Cav. In­gegnere A. Cavallero; prego non pertanto la eletta Commissione esaminatrice a voler accogliere con indulgenza queste poche pagine, guardando in esse più al buon volere che non alle mende di cui per avventura dovrebbero andar corrette.

A vanti però di esordire non posso n è debbo trattenermi di rendere qui pubbliche testimonianze di grazie a tutti gli In­gegneri preposti alla direzione dei lavori del traforo, che a tutti fornirono, e particolarmente a me, le necessarie informa­zioni, schiarimenti, dati e disegni.

L'ordine da me tenuto nello svolgimento di questo mio scritto è il seguente: in una prima parte faccio parola del modo di escavazione della piccola galleria, e del sistema di

8 armamento della medesima; teng·ono dietro in una seconda parte cenni bastanti intorno l'avanzamento in calotta, e suo rivestimenio ; in un'ultima parte infine esposi tutto quello che si riferisce alla g·alleria definitiva.

I.

Escavazione della pieeola galleria.

Il traforo delle Alpi Cozie (detto comunemente ed impro­priamente del Moncenisio, perchè è il colle di Frejus quello che si trafora) è p'assato, solo se consideriamo la velocità del suo avanzamento, e come facilmente si può dai resoconti della direzione desumere, per diversi stadii, sia per la differenza dei mezzi di escavazione e per la minore o maggiore loro perfe­zione, che per la diversa durezza della roccia che man mano incontrava nel suo prog redire. Lasciando ad altri la cura di dar conto di questo succedersi di periodi, prenderò io a con­siderare questo lavoro veramente gigantesco nel tempo in cui, condotti dall'egregio nostro Professore, potemmo a Bar­donecchia e a Modane visitare in ogni singola loro parte i cantieri e la galleria. ,

La roccia in cui attualmente si lavora sia dalla parte Sud (Bardonecchia), che dalla parte Nord (Modane), è di natura calcoscistosa, roccia non troppo dura e che permette un no­tevole avanzamento mensile.

Entrati adunque in galleria, immaginiamoci di un tratto trasportati fino al fondo, vicino alla parete che ne chiude il passo, e vediamo se ci sarà possibile, frammezzo al frastuono de' colpi rapidi e secchi degli scalpelli delle macchine perfo­ratrici e nell'oscurità poco vinta dai lumi degli operai, di formarci un'idea di questo lavorio. Delle macchine perforatrici non dirò nulla per non invadere il campo di chi deve delle medesime estesamente trattare; esaminiamone non pertanto il

9 lavoro . Còmpito di queste macchine è di fare i fori da mina, che dapprima venivano scavati con gTande spreco di danaro e tempo coi mezzi ordinari de' minatori. Ecco intanto come si ag-isce : appena sg-ombro il passo dalle macerie prodotte dallo scoppio delle mine fatte nella nutda ( ) precedente , sot­tentra un'altra squadra di operai alle perforatrici; allung-ato, quando occorra, convenientemente il binario su cui corre l' af­fusto, ag·g iunti nuovi tubi alla condotta dell' aria compressa i colloca l'affu sto montato di tutte le sue perforatrici , che

sono in numero di 7, alla distanza dalla roccia eg·nata dalla cos ruzione stessa della macchina perfo ratrice, lo si ferma in modo fi so al binario , e comincia immediatamente l' investi­mento della roccia.

Intanto a difesa contro la caduta dei g- rossi e piccoli :Q:an­tumi eli roccia veng·ono poste le prime armature. E.sse con-tano di quadri, o telai in ferro , fatti di due pezzi eguali e

che si riuniscono nella parte loro superiore per mezzo di chiavarde, come cercai di far vedere nella fig·ura 5.a della ta­vola. Sopra di questi quadri collocati a sito veng·ono poste nel senso della lunghezza della galleria delle verghe di ferro di circa 4 metri di lunghezza , che veng·ono spinte avanti di mano in mano che il lavoro procede, e formano così il manto di quell 'armatura provvisoria. Queste verghe veng·ono dagli operai elette mctnia avanti . Questo sistema di telai fu sosti­tuito al primitivo, che è disegnato nella figura 4.a, per due motivi; perchè più presto sono collocati alloro posto e perchè tenendo evidentemente minor spazio dei corrispondenti le­gnami , permettevano che la vera sezione di avanzamento, o primo attacco, potesse essere di molto ridotta, e di molto in conseg·uenza venisse abbreviata la durata totale del lavoro.

Fatte queste difese vengono poste in azione le macchine. I fori fatti da ciascuna squadra sono in numero eli 60, la loro

(~) li complesso delle operazioni ùi perforazione , carica , scoppio delle mine e

sgombro delle macerie co stitui sce la nHtda.

*

lO profondità varia colla diver-a durezza della roccia da l m,20, per la più tenera, a o m ,70 se in condizioni sfavorevoli; la direzione non è la stessa per t utti i fori, ma sono invece in­clinati in diversi sensi per favorire in tal modo lo stacca­mento della parte minata. E questa variazione di direzione è sempre possibile quando si ponga mente alle diverse posizioni, che indipendentemente le une dalle alt re possono prendere sull'affu sto le macchine perforatrici. Ciascun foro inoltre è fatto da scalpelli eli diametro differente e decrescente, o, come colà si elice, con ?1/lWneri decrescenti, e sono g eneralmente tre per la roccia comune ; si comincia cioè con uno scalpello di diametro eli o m ,036 e si termina con uno di o m ,028; si fa­vorisce così l'avanzamento del foro, anzi ne è questa necessaria condizione. La distribuzione di questi fori non è uniforme su tutta la superficie intaccata, essi sono invece più fitti verso il centro di questa, più radi verso la periferia.

Resta con ciò finito il còmpito deg·li operai dell'affusto; la­sciano quindi il posto ai minatori, che, aiutati da altri mano­vali, tirano indietro l'affusto a tale distanza da non essere più danneggiato dai pezzi laneiati dalle mine (*) e caricano subito i fori. La carica consiste in un cilindretto di polvere com­pressa, che si sping·e al fondo del foro; questo cilindro è del peso circa di 1/3 eli chilogr.; fu compresso eli un terzo circa del proprio volume con appositi meccanismi in edifizio appar­tato detto edifizio di compressione.

Empito il rimanente del foro, quella parte cioè che non è occupata dalla carica, con argilla, e poste le miccie, viene a queste appiccato il fuoco, ponendo mente di aver cop~rti con rottami i tubi dell' aria compressa e così difenderli dalla vio­lenza dei proiettili. Le cose sono condotte in modo che prima vengono fatte saltare le mine più centrali, quindi le inter­medie, e infine le perimetrali, per poter si giovare così della

(*) Tempo fa, affusto Nl operai si tenevano dietro a robuste porte di sicurezza, che ora più non sono.

11 diminuzione di pressione laterale per i fori più dal centro

lontani. Gli tessi manovali, di cui abbiamo già fatto cenno, sono

incaricati (*) dello sg'ombro delle macerie per sbarazzare la via all'affusto, e questa operazione viene eseguita con vag'o­netti, che corrono lateralmente su stretti binari appo iti. Ad evitare og'ni impiccio reciproco, ecco quale fu la disposizione tenuta per questi binari. Il binario su cui cammina l'affusto è compreso dentro un altro fatto pei vagoni comuni, che fanno l'ordinario servizio della galleria e che si prolung'a fino allo imbocco della medesima, e mentre questo ha la larghezza legale di l m ,50 da asse ad asse delle rotaie, il primo bina­rio non ne ha che una di l 01 ,10. Ora per l'impieg'o dei va­g·onetti, esteriormente al binario magg'iore, venne collocata una nuova rotaia alla distanza di 0 01 ,30 dall'una e dall'altra parte del binario medesimo; è precisamente su questa nuova via formata dall'ultima rotaia nominata, e da quella che gli è vicina, cioè quella del binario dei vag0ni, che fanno il loro servizio i vagonetti, e la loro cor ·a riesce per tal modo limi­tata all'incontro dei vagoni su cui dovranno versare i loro carichi.

Compiute tutte queste operazioni resta scavato in più un volume parallelepipedo di o m ,80 di profondità, di base quasi quadrata di lato di 2m ,40; questo spazio vien subito armato, come dicemmo, coi telai in ferro, e ricomincia quindi collo stesso ordine il lavoro che abbiamo descritto. La durata to­tale del periodo, che dicemmo muda) si può ritenere in media di otto ore.

La parte di galleria, ché descrivemmo armata delle armature metalliche, non è la vera, se così possiamo esprimerci, piccola galleria, ma è un'opera affatto provvisoria , e in cui le cen-

(*) L'opera loro è grandemente agevolala da un forte getto di aria compressa che si fa irrompere in fondo alla galleria, e scaccia il denso fumo prodollo dalla com­bustione della polvere.

12 tine non potrebbero resistere alle pressioni che sopportano e per tutto il lungo tempo che vi sarebbero soggette. Essa in­fatti non eccede mai i 70 metri, dopo i quali troviamo in galleria un altro affusto armato delle sue perforatrici eh la­vora di conserva col primo, e serve a ridurre la galleria prov­visoria in piccola galleria; farla cioè pas are da una sezione quadrata di 2111 ,40, come dicemmo, acl un'altra di lato 3111 ,60. - La figura 4.a e la fase N.0 2 della sezione longitudinale e pianta ne danno sufficiente idea. - Si vede di qui che l'ar­matura è costituita da due robuste travi verticali in legno sostenenti un'altra orizzontale, completata dal manto fatto con tavoloni comuni; rimane in tal modo libero al disotto uno spazio perfettamente difeso da ogni probabile accidente.

II.

Avanzamento c rivestimento della calotta .

La stessa copertura della piccola galleria serve eli impal­cato per gli operai che lavorano per l'avanzamento in calotta. -Fino al principio dell'anno in corso (1868) questo avanza­mento si faceva coi mezzi comuni dei minatori, per cui restava talvolta di molto indietro il rivestimento della calotta dall'avan­zamento in piccola galleria. Si pensò quindi eli attaccare in calotta in più eli un luogo, e questa eli posizione diede ori­gine all ' impiego delle perforatrici anche in questo avanza­mento della corona. Queste macchine non sl adoperarono qui tanto per l'avanzamento più rapido della calotta stessa, quanto per mettere in comunicazione i due cantieri, in cui dicemmo lavorarsi in attacco e rivestimento della calotta, ed è per ciò appunto che non si scava colle perforatrici tutta la sezione della corona, ma si pratica solo un foro bastante al passag­gio dell'affusto; il restante poi dello scavo si fa dagli operai minatori. Questo foro eli comunicazione, e che serve nello stesso

13 tempo per la calotta al medesimo ufficio che la piccola galleria per il futuro allargamento totale, vien detto t?·omòa. L'avanza­mento in corona è rappresentato nella figura 3.a e dalla fase

•0 3 della pianta e profilo longitudinale. Il canale di scolo per le acque di stillicidio si riconosce

immediatamente dalle figure che per la piccola galleria è co­stituito da un semplice inca o fatto nel mezzo della via, nel quale g·iacciono altre ì i tubi dell'aria compressa; che per la fase N.0 3 questo incavo è g·ià ingTandito e quasi del tutto preparato per il futuro canale definitivo in muratura.

Per lo sg·ombro delle macerie che si fanno nel piano supe­riore, e per facilitare le comunicazioni fra i due piani, di tratto in tratto sono praticate lungo l'impalcato delle botole sotto cui stanno continuamente dei vagoni, che vengono cambiati con allri quando siena sufficientemente carichi.

La scena che presenta questo tratto di galleria, e il susse­g·uente ove si fa il rivestimento della calotta e si elevano i piedritti, è veramente singolare. Ad una certa distanza altro non si scorg·e che una densa nebbia, dentro la quale sembrano fuochi fatui i lumi deg·li operai e dei minatori, mentre un ru­more indistinto di colpi, di fi schi e voci percuote l'orecchio del visitatore. Quando questi poi si avanza in mezzo a quel trambusto, coperto e difeso il capo da un cappello di gztttaperka e armato di un lume a lungo braccio, vedrà frammezzo ad una vera selva di legnami le squadre dei carpentieri, minatori, smovitori intenti al proprio lavoro di armatura, di attacco della roccia, di rivestimento, di scarico, ecc.; vedrà un pas­sag·gio quasi incessante di vagoni carichi e scarichi, che fanno il servizio della galleria pel trasporto dei materiali da costru­zione, dei necessari ordigni per le perforatrici, ecc.; mentre continuo primegg·ia il rumore · dei colpi di scalpello delle per­foratrici della calotta. - Continui seg·nali annunziano l'arrivo di vag·oni, e restano cos1 evitati i possibili inconvenienti che in uno spazio così ristretto, occupato da un tal numero di operai, sarebbero altrimenti inevitabili.

14 III.

Galleria definitiva.

Di mano in mano che l'avanzamento in calotta procede, segue di pari passo il suo armamento, costituito da robuste travi, poste nel modo che indica la fig. 3.a, ed è susseguito a poca distanza dal rivestimento definitivo.

Mi pare buono a questo proposito il ricordare come nel pro­getto-Maus, sopra il traforo delle Alpi, fosse affatto abolito il rivestimento della galleria; rivestimento che venne non pertanto adottato dagli esimii ingegneri Grandis, Grattoni e Sommeiller. Il fatto dimostrò all'evidenza la necessità di questa opera­zione, giacchè la roccia non essendo omogenea, cioè essendo talvolta attraversata da filoni di materie meno resistenti, per il sensibile gonfiamento che subisce la pietra pel solo fatto di trovarsi in contatto dell'aria atmosferica, comincierebbero dap­prima (senza il contrafforto di buone armature) a cadere grossi e piccoli massi con grave pericolo degli operai, e incaglio al buono andamento dei lavori; e senza la presenza e aiuto del definitivo rivestimento, male si saprebbe porre un limite a questo sfasciamento, e ciascuno vede con quanta poca sicu­rezza di avere, come è desiderabile, un buon servizio conti­nuo senza pericolo di frane, ecc. A tutto ovvia pertanto il rivestimento, il quale e difende dall'azione corruttrice dell'at­mosfera le parti del sasso messe a nudo, ed è valido ostacolo a quelle parti che fossero per cadere .

. Si comincia col rivestire la calotta, mentre debbono ancora, come si vede nella fig. 2.a, farsi saltare i massicci, che oc­cupano il posto del futuro piedritto; assodaiosi dopo alcun tempo il vNto si fanno man mano saltare i pezzi di ro~cia che rimangono, e immediatamente si costruisce il piedritto fino alla sua congiunzione colla già eseguita costruzione.

Giunti a questo punto, fase segnata dalla fig. l. a e dalla ­fase N.0 6 del profilo longitudinale, succedono due importanti

15 modificazioni; la sostituzione di due binari all'unico preesi­stente , per cui da questo punto il servizio è grandemente agevolato ; la costruzione del canale di scolo in muratura, e quindi l' estrazione dei tubi dall'interno del suaccennato in­cavo provvisorio, e il loro collocamento su appositi sostegni impiantati nella grossezza del rivestimento della galleria.

La grossezza del rivestimento varia da om,85 a om,7o dal piedritto alla chiave, senza però che questi numeri sieno adot­tati per ogni punto della galleria. Anzi in alcuni luoghi, ove la roccia si presentava bene , si trattò perfino di tralasciare la esecuzione del rivestimento, e lasciar tale e quale la nuda roccia come v()lto a sè stessa; ma la considerazione della possibilità di scoscendimento e fenditure in quei luoghi, che importasse un ulteriore rivestimento di quei tratti, con una spesa calcolata il doppio dell'attuale comune, e senza tenere conto della più o meno prolungata interruzione del servizio, fece abbandonare questo pensiero, ed attenersi piuttosto ad un mezzo termine, di restringere cioè la grossezza del rive­stimento alla metà dell'ordinario.

Tutte le pietre da taglio per il rivestimento e pel canale di scolo vengono tratte dalle cave, non potendosi in alcun modo far uso dei materiali dello scavo e per la poca loro at­titudine a questo ufficio e per le dimensioni loro, anch'esse rese troppo esigue dall'effetto delle mine.

La maggior parte della muratura è fatta con pietra da ta­glio; l'impiego dei mattoni nel compimento del rivestimento è dipendente dalla maggiore o minore quantità dei mattoni stessi che si produce; vengono nondimeno impiegati sempre mattoni nel formare la chiave del v()lto e le cinture trasver­sali, che si succedono in galleria di 3 in 3 metri.

Differente aspetto presenta la galleria ultimata secondochè si entra dalla parte di Modane o di Bardonecchia. - Dall'im­bocco italiano (Bardonecchia) tutta la galleria definitiva resta divisa in due parti distinte da un impalcato orizzontale fatta con travi e tavole accuratamente rifilate e colle commettiture

16 ermetiche, cosichè faccia corpo a sè la parte superiore. Essa, chiusa dalla parte dell'entrata, mette capo coll'altra estremità là dove proprio ferve il massimo del lavoro della galleria, cioè nel cantiere di rivestimento e avanzamento della ca­lotta. Dall'imbocco frances~ invece (Modane) nulla si scorge di tutto questo; quale dunque la ragione di tale differenza~ Il diverso sistema di ventilazione adottato dalle due parti, o, per meg·lio dire, di aspirazione dell'aria infetta ne è la ragione ; a Bardonecchia un ventilatore ordinario posto al di ·opra del­l'imbocco nella galleria e messo in moto da una turb ine tan­genziale fa la chiamata dell'aria viziata dalla galleria nell'aria atmosferica per mezzo di quella condotta superiore che ab­biamo accennato ; a Modane invece l'aspirazione si fa con po­tenti macchine aspiratrici a campana, mosse da macchine a colonna d'acqua e attraverso il canale di scolo delle acque, il quale nel suo finire , cioè colà dove deve farsi l'aspirazione dell 'aria infetta, si cambia in due tubi , o condotte di leg·no, che salg·ono fino alla sommità della calotta a raccogliervi l'aria viziata, come ben si può presumere, dalla combustione delle mine, dei lumi e respirazione di tanti operai.

Non è molto tempo che i lavori della galleria erano ancora tutti illuminati dal gaz-luce preparato in apposita fabbrica fuori della galleria, e condotto per tubi in ferro fino ai luo­ghi convenienti. Questa disposizione era allora riconosciuta assai buona, e si sarebbe sempre continuato su questo metro; furono nondimeno gli operai stessi che costrinsero la dire­zione dei lavori a privarli di quel potente mezzo di rischia­ramento e munirli invece di lumi portatili ad olio. Per quante raccomandazioni in vero e minaccie siensi fatte, non si potè mai da essi ottenere un poco di cura nel trattamento dei becchi di gas ; e la incuria veniva a tal punto, che oltre al guastare in brevissimo tempo le luci delle fiamme, non si curavano talvotta di riaccendere tutte le fiamme , quando dallo scoppio delle mine venivano spente, e non fa bisogno dire con qual g·ratuito spreco di gas, e quanto pericolo di

17 una detonazione. Convenne quindi tornare all'antichissimo sistema.

La galleria ha due pendenze in senso contrario l'una dal­l'altra, mite dall'imbocco Sud, cioè di 0,5 per l 000, e di 23 circa per 1000 dall'imbocco Nord, pendenza quindi così grande da non abbisognar più altra forza ai vagoni che debbono sor­tire di galleria.

Darò per saggio l'avanzamento dei lavori in galleria durante la 2.a quindicina di ottobre:

Imbocco Sud . . . . . . . M. Id. Nord ......... . . »

ToTALE due imbocchi ... M. Galleria scavata in grande e piccola sezione

all'epoca suddetta:

28 30 34 lO

62 40

Imbocco Sud ............... M. 5,263 30 Id. Nord. . . . . . . . . . . . . . . » 3,694 75

TOTALE GENERALE due imbocchi M. 8,958 05 Lunghezza totale della galleria . . . . » 12,220 00

RIMANGONO a scavarsi . . M. 3,261 95

GRATTAROLA GIUSEPPE.

19 TESI LIBERE

.Meecanica applicata e idraulica pratica.

Regolatore di Prony.

Costruzioni civili, idrauliche, stradali.

Resistenza di solidi rettilinei alla compressione ed esten­sione.

Macchine a vapore e ferrovie.

Delle incrostazioni delle caldaie.

Geometria pratica.

lUduzione dell'angolo al centro di stazione.

D.ISPOSIZIONE DEl LAVO Rl NELLA GALLERIA DELLE A P l

1 . g_ Scala 'l.oo J . .f. v .

..Je:u.cm.e. /ze.!Uv fa/bùv r~aaz?z, raMh . .z-',Xo,h.. !la/bUi:.. . 6a:h'e--.,4- d 'ao~n<V.t.0 .

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